Un modelo multiorgánico entrenado con más de mil 700 biomarcadores de imagen muestra capacidad predictiva específica para cerebro, corazón, riñón, páncreas y otros órganos.
Un equipo internacional encabezado por investigadores de la Fudan University desarrolló un conjunto de relojes de envejecimiento biológico específicos por órgano a partir de estudios de imagen médica, cuyos resultados fueron publicados en npj Digital Medicine journal. El trabajo propone una forma de estimar la edad biológica de siete órganos y evaluar cómo su envejecimiento acelerado se asocia con enfermedades incidentes y mortalidad.
El estudio utilizó mil 777 fenotipos derivados de imagen obtenidos mediante resonancia magnética, tomografía de coherencia óptica y absorciometría de rayos X de energía dual en más de 11 mil participantes sanos del UK Biobank. A partir de estos datos se entrenaron modelos de machine learning para estimar la edad biológica del cerebro, diferenciando sustancia gris y blanca, corazón, hígado, riñón, páncreas, ojo y composición corporal.
La diferencia entre la edad biológica estimada y la edad cronológica, denominada brecha de edad, permitió identificar órganos con envejecimiento acelerado o desacelerado respecto a sus pares. Los modelos mostraron mayor precisión en cerebro y corazón, mientras que órganos como riñón, hígado y páncreas presentaron un rendimiento más moderado, aunque mantuvieron patrones específicos relevantes.
En los análisis longitudinales, una mayor brecha de edad en un órgano se asoció principalmente con enfermedades del mismo sistema. Por ejemplo, un aumento en la edad biológica de la sustancia gris cerebral se vinculó con mayor riesgo de demencia, alcanzando un área bajo la curva de 0.82 en modelos predictivos. De forma similar, el envejecimiento cardíaco se asoció con hipertensión y falla cardiaca, el envejecimiento renal con insuficiencia renal, el pancreático con diabetes y el ocular con glaucoma. Además, el promedio de edad biológica entre todos los órganos se relacionó con mayor riesgo de mortalidad por todas las causas.
Por otro lado, además del estudio de la escala macroscópica, el estudio incluyó asociaciones moleculares. En este aspecto, se identificaron 966 firmas compartidas entre órganos y 507 específicas, basadas en análisis de biomarcadores sanguíneos y proteómica plasmática. En general, los perfiles asociados con envejecimiento acelerado mostraron enriquecimiento en procesos inflamatorios, mientras que las asociaciones negativas tendieron a corresponder a proteínas sobreexpresadas en el tejido del órgano correspondiente. Estos hallazgos sugieren coherencia entre los cambios estructurales observados por imagen y alteraciones moleculares periféricas.
El análisis también identificó factores modificables asociados con la brecha de edad. Mayor tiempo frente al televisor, consumo de alcohol con las comidas y tabaquismo se relacionaron con envejecimiento acelerado en múltiples órganos, mientras que mayor actividad física, mejor fuerza de prensión manual y mayor consumo de cereales se asociaron con envejecimiento más lento. Las funciones cognitivas mostraron vínculos más estrechos con el envejecimiento cerebral, y la actividad física con la composición corporal y el páncreas.
Finalmente, mediante análisis de aleatorización mendeliana, los autores propusieron 14 posibles dianas farmacológicas relacionadas con el envejecimiento específico de órganos, varias de ellas ya exploradas en ensayos clínicos. Sin embargo estos resultados requieren validación experimental, según explican los autores.
